Quimica, 11va Edicion - Raymond Chang-FREELIBROS-696

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664 CAPÍTULO 14 Equilibrio químico
14.94 La constante de equilibrio Kc para la siguiente reacción 
es de 1.2 a 375°C.
a) ¿Cuál es la magnitud de KP para esta reacción?
b) ¿Cuál es la magnitud de la constante de equilibrio 
Kc para 2NH3(g) Δ N2(g) 1 3H2(g)?
c) ¿Cuál es la magnitud de Kc para 
1
2N2(g) 1 
3
2H2(g) 
Δ NH3(g)?
d) ¿Cuáles son las magnitudes de KP para las 
reacciones descritas en b) y c)?
14.95 Una ampolleta de vidrio sellada contiene una mezcla de 
gases NO2 y N2O4. Describa qué pasaría con las 
siguientes propiedades de los gases cuando la ampolle-
ta se calienta desde 20°C hasta 40°C: a) color, b) pre-
sión, c) masa molar promedio, d) grado de disociación 
(de N2O4 a NO2), e) densidad. Suponga que el volumen 
permanece inalterado. (Sugerencia: El NO2 es un gas 
café; el N2O4 es incoloro.)
14.96 A 20°C, la presión de vapor del agua es de 0.0231 atm. 
Determine KP y Kc para el proceso
14.97 El sodio metálico se obtiene en la industria por electró-
lisis de cloruro de sodio fundido. La reacción en el 
cátodo es Na1 1 e2 ¡ Na. Podríamos esperar que 
el potasio metálico se preparase por electrólisis de clo-
ruro de potasio fundido. Sin embargo, el potasio metá-
lico es soluble en el cloruro de potasio fundido y, por lo 
tanto, no es fácil recuperarlo. Además, el potasio se 
evapora fácilmente a la temperatura de operación, lo 
cual crea condiciones riesgosas. Por esta razón, el pota-
sio se prepara por destilación de cloruro de potasio fun-
dido en presencia de vapor de sodio a 892°C:
 En vista de que el potasio es un agente reductor más 
fuerte que el sodio, explique por qué funciona este 
método (los puntos de ebullición del sodio y del potasio 
son de 892°C y 770°C, respectivamente).
14.98 En la fase gaseosa, el dióxido de nitrógeno es en reali-
dad una mezcla de dióxido de nitrógeno (NO2) y 
tetróxido de dinitrógeno (N2O4). Si la densidad de dicha 
mezcla es de 2.3 g/L a 74°C y 1.3 atm, calcule las pre-
siones parciales de los gases y la KP de la disociación 
del N2O4.
14.99 La constante de equilibrio para la reacción A 1 2B 
Δ 3C es de 0.25 a cierta temperatura. ¿Cuál de los 
diagramas que aquí se muestran corresponde al sistema 
en equilibrio? Si el sistema no está en equilibrio, predi-
ga el sentido de la reacción neta para alcanzar el equili-
brio. Cada molécula representa 0.40 moles, y el 
volumen del contenedor es de 2.0 L. Las claves de color 
son A 5 verde, B 5 rojo, C 5 azul.
a) b) c)
14.100 La constante de equilibrio para la reacción 4X 1 Y 
Δ 3Z es de 33.3 a cierta temperatura. ¿Cuál diagra-
ma de los que aquí se muestran corresponde al sistema 
en equilibrio? Si el sistema no está en equilibrio, predi-
ga la dirección de la reacción neta para alcanzar el equi-
librio. Cada molécula representa 0.20 moles, y el 
volumen del contenedor es de 1.0 L. Las claves de color 
son X 5 azul, Y 5 verde y Z 5 rojo.
 
a) b) c)
14.101 Alrededor de 75% del hidrógeno para uso industrial se 
produce por el proceso de reformación de vapor. Este 
proceso se lleva a cabo en dos etapas denominadas 
reformación primaria y secundaria. En la etapa prima-
ria, se calienta una mezcla de vapor de agua y metano a 
800°C y unas 30 atm sobre un catalizador de níquel 
para generar hidrógeno y monóxido de carbono:
 La etapa secundaria se lleva a cabo a unos 1 000°C, en 
presencia de aire, para convertir el metano sobrante 
en hidrógeno:
 a) ¿Qué condiciones de temperatura y presión podrían 
favorecer la formación de los productos en las etapas 
primaria y secundaria? b) La constante de equilibrio Kc 
para la etapa primaria es de 18 a 800°C. i) Calcule la KP 
de la reacción. ii) Si al principio las presiones parciales 
del metano y del vapor de agua fueran de 15 atm, ¿cuá-
les serían las presiones de todos los gases en el equili-
brio?
14.102 La fotosíntesis puede ser representada por
 Explique cómo alterarían el equilibrio los siguientes 
cambios: a) la presión parcial de CO2 se incrementa, b) 
el O2 se elimina de la mezcla, c) el compuesto C6H12O6 
(glucosa) se elimina de la mezcla, d) se agrega más 
agua, e) se agrega un catalizador, f ) se reduce la tempe-
ratura.
H2O(l) Δ H2O(g)
Na(g) 1 KCl(l) Δ NaCl(l) 1 K(g)
CH4(g) 1 H2O(g) Δ CO(g) 1 3H2(g)
¢H° 5 260 kJ/mol
CH4(g) 1
1
2O2(g) Δ CO(g) 1 2H2(g)
¢H° 5 35.7 kJ/mol
6CO2(g) 1 6H2O(l) Δ C6H12O6(s) 1 6O2(g)
¢H° 5 2 801 kJ/mol
N2(g) 1 3H2(g) Δ 2NH3(g)